蕙风轻扬
本博客文章皆系原创。
“一尺之棰，日取其半，万世不竭”，与诺贝尔奖
Wisewind
“一尺之棰，日取其半，万世不竭。”语出《庄子·天下》，是庄子的好朋友、名家人物惠施的命题之一。这个命题的意思是：一尺长的木棍，每天截去它的一半，千秋万代也截不完。
在数学上这个命题是成立的，因为每天截去一半，但还留下一半。随着不断截去，留下的木棍长度“趋向于无穷小”，但却“并不等于零”，所以千秋万代也“截不完”。
从哲学的角度看，这个命题也是成立的。因为“不管是宏观宇宙，还是微观宇宙，都是无限可分的”。
庄子和惠施提出“一尺之棰，日取其半，万世不竭”这个命题2300多年来，没有一个中国人真地去实践这个命题。笔者以为，原因就是中国人太聪明了，所以没有人会去干这种“傻事”。
倒是21世纪初，万里之外的英国，有人认真实践了中国古代哲人先贤的这一命题，虽然，很可能他们并不知道这个命题。
唯一不同的是，他们“截取”的不是木头薄片，而是从铅笔芯取得的石墨薄片。
他们为什么要这样做呢？他们取得了什么样的结果呢？这需要从石墨说起。石墨是最软的矿物之一。十五世纪时，石墨矿被发现，英国有人将石墨粉与黏土混合，灌入两片半圆型的木管中制成“铅笔”，并沿用至今。
直到1779年，科学家才知道石墨原来是碳元素形成的的一种单质，内部呈片层状结构。近代实验揭示出，石墨片层内碳原子排列成六方晶格，每个碳原子以三个共价键与相邻碳原子结合。每个碳原子的四个外层电子中有一个电子剩余，成为自由电子。片层之间以较弱的分子作用力相结合，可以相对滑动。因此石墨导电性良好而硬度很低。
石墨广泛应用于电极，坩埚，电刷，润滑剂，铅笔，石油化工、化肥、原子能、电子等领域。
金刚石是人类迄今所知的硬度最高的物质。金刚石经过切割琢磨而成钻石。钻石以它通明剔透，清冷高贵的光辉形象，傲视所有其他珠宝而成为饰品至尊。人类发现和认识金刚石的历史超过3000年。
但是，直到18世纪末，人们才发现身价高贵的金刚石，竟然和石墨一样，属于碳的同素异晶体。二者外观和性能上的巨大差异仅仅是因为碳原子的点阵排列方式不同而已。
金刚石的点阵结构中每个碳原子位于一个正四面体的中心，以四条共价键与它周围的四个碳原子紧密结合。这是一种特别紧凑的原子排列方式。由于每个碳原子的四个外层电子都被共价键束缚住，使得晶体中没有自由电子。所以，金刚石是自然界中最坚硬的固体，并且不导电。
自从发现金刚石和石墨都是碳的同素异晶体以后，科学家们就纷纷研究如何使石墨在高温高压的特殊条件下转变成金刚石。目前世界上已有十几个国家包括中国成功制造出金刚石，产量已远远超过天然金刚石的产量。
与金刚石相比，数百年来，灰黑色的石墨显得黯然失色，因而不被人们所关注。
事情在20世纪后半叶发生了变化。先是人们在太空中，后来也在煤烟中发现了碳60（C60）又称为巴基球。它是由60个碳原子排列成正六边形和正五边形而构成，看上去简直就是一个“分子足球”，而且内部也是空的。
然后在20世纪末期，科学家们在实验室中制备出了纳米碳管。一个单壁纳米碳管可以看成是由一个碳原子厚度的石墨片卷成的无缝管。管壁上碳原子排列成六方晶格，而管的两端碳原子排列成正六边形和正五边形，从而分别构成半个巴基球而使纳米碳管成封闭状。纳米碳管比重只有钢的三分之一，而抗拉强度可以达到钢的100倍以上，导电能力是铜的1000倍以上，
进而，科学家们思考，是否可以分离出只有一个碳原子厚度的石墨片？
许多人认为，分离出只有一个碳原子厚度的石墨片是非常困难的。而且即使成功地分离出来，这样的一个碳原子厚度的石墨片也是不能稳定存在的。
2004年，英国曼彻斯特大学物理學家Andre·Geim和Konstantin·Novaselov，首先分離出了一个碳原子厚度的石墨片，称为平面石墨烯。他们的实验，完全就是中国古代哲人先贤所说的“一尺之棰，日取其半，万世不竭”的一次成功演示！
他们使用的实验材料，就是在任何办公室都能找到的普通的东西：透明胶带，和从铅笔芯中得到的石墨。他们将石墨片放置在透明胶带中，折叠胶带粘住石墨薄片的两侧，然后撕开胶带，将薄片一分为二。不断重复这一过程，就将石墨薄片撕得越来越薄，最终发现了部分样品仅由一层碳原子构成——他们成功地制得了石墨烯！
石墨烯（Graphene）是人类迄今已知的强度最高，比重最小和导电性最好的材料之一，其抗拉强度达到钢的200倍以上。而且石墨烯的透明度达到97.3％。
现在在实验室中，主要通过气体沉积法，將碳原子沉積於鎳金屬基板，制备出多层石墨烯片。
2010年，英国曼彻斯特大学的Andre·Geim和Konstantin·Novoselov由于“有关二维材料石墨烯的开创性实验”，而被授予诺贝尔物理学奖。
---End
谁与问东流？
文献说：“2004年，英国曼徹斯特大學和俄罗斯切爾諾戈洛夫卡微電子理工學院的物理学家们首先使用塑料胶带分離出單个的平面石墨烯”。[http://en.wikipedia.org/wiki/Graphene]。
Andre Geim 是出生于俄罗斯的英藉荷兰人，Konstantin Novoselov是英藉俄裔，所以两位因为成功地分離出單个平面石墨烯而获诺贝尔物理学奖的科学家其实都是俄罗斯人。